Розрахунок кабельної системи з телекомунікацій

Міністерство освіти і науки

 

 

 

КУРСОВА РОБОТА

з дисципліни_______________Кабельні телекомунікаційні системи________________ на тему: ___________ Розрахунок кабельної системи з телекомунікацій____________ _________________________________________________________________________  Варіант №

 

 

 

Студента  __4__ курсу групи __   напряму підготовки __6.050903 Телекомунікації____  ___________ ___________                                    (прізвище та ініціали)   Керівник _доцент _  ______________________________________________    (посада, вчене звання, науковий ступінь, прізвище та ініціали) Національна шкала ________100 балів___________  Кількість балів: __________ Оцінка: ECTS _______ Члени комісії ________________  (підпис) ___   (прізвище та ініціали) ________________  (підпис) ___   (прізвище та ініціали) ________________  (підпис) ___   (прізвище та ініціали)                                         м. Київ – 2013 рік

ЗАВДАННЯ

 

на курсову роботу з дисципліни "Кабельні телекомунікаційні системи"

 

Вимоги до курсової роботи.

В  курсовій  роботі  обов’язково  повинні  бути  схематичні  креслення  траси  кабельної  та оптоволоконної  мережі.  Вимірювання  кабельної  протяжності  повз  населеного  пункту слід проводити  за умови, прямого відрізку(за масштабом топографічної карти).

Для  волоконно-оптичної  кабельної  системи (ділянка  між  другим  та  третім  населеним  пунктом,  відповідно  до  даних  таблиці  завдання)  розглянути  щонайменше  три  варіанта прокладання  траси.

Кабельний (коаксіальний  або  симетричний)  сегмент  телекомунікаційної  системи повинен  враховувати  спосіб  організації  зв’язку  і  розрахунки  слід  проводити  для  обраної лінії зв’язку.

Для  обох  ділянок  кабельної  системи  слід  провести  розрахунок  регенераційних  пунктів  і результати  цього розрахунку  повинні бути  відображені у графічних схемах-кресленнях (структурна схема кабельної лінії).

Пояснювальна  записка  до  курсової  роботи  повинна  мати  розділ  розрахунку  надійності кабельної  магістралі  та  за  умови  необхідності  повинні бути  визначені заходи  з підвищення цієї надійності.

В табл. 1 представлені початкові  дані для розрахунку кабельної системи відповідно до номеру варіанту.

 

Таблиця 1 – Вихідні дані для курсової роботи

В.	Населені пункти	Система передачі	Кількість цифрових каналів  зв’язку	Тип електричного каналу зв’язку  та ємність	Діаметр жила симетричного кабелю, мм	Довжина хвилі для ВОЛС, мкм
22	Луганськ-Краснодон-Свердловськ	Megatrans-4	420	СК 1х4	1,08	1,55	100	470

 

УДК 681.3.07

 

РЕФЕРАТ

 

Курсова робота містить основну частину на 34 аркушах, ілюстрацій 6, таблиць 7, додатків 2, креслень 2 формату А3.

Метою роботи є розробка кабельної траси між заданими населеними пунктами.

Методом дослідження є теоретичне дослідження можливості створення кабельної траси з заданими параметрами та її застосування на заданій території.

Результатом проектування має бути теоретично розраховані параметри кабельної магістралі, довжина елементарної кабельної ділянки, кількість регенераційних пунктів, швидкість передачі даних, надійність системи. Після розрахунку цих параметрів має бути побудований маршрут прокладання кабелю за допомогою системи цифрових карт місцевості. При моделюванні сегментів необхідно використовувати результати розрахунків та дотримуватися масштабу карти при розміщенні регенераційних пунктів.

Галузь застосування: використовується для попереднього розрахунку перед  побудовою реальної мережі. Може використовуватися  операторами кабельного зв’язку.

КАБЕЛЬНИЙ СЕГМЕНТ, КАБЕЛЬНА КАНАЛІЗАЦІЯ, КАБЕЛЬНА МАГІСТРАЛЬ, ЕЛЕМЕНТАРНА КАБЕЛЬНА ДІЛЯНКА, НАДІЙНІСТЬ СИСТЕМИ, РЕГЕНЕРАЦІЙНИЙ ПУНКТ, ВОЛОКОННО-ОПТИЧНА ЛІНІЯ ЗВ’ЯЗКУ, ЦИФРОВА СИСТЕМА ПЕРЕДАЧІ ДАНИХ, РОЗ’ЄМНІ ТА НЕРОЗ’ЄМНІ З’ЄДНУВАЧІ.

 

 

 

 

 

 

ЗМІСТ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПЕРЕЛІК УМОВНИХ  ПОЗНАЧЕНЬ І СКОРОЧЕНЬ

CAP	–	Carrier less Amplitude  modulation/Phase modulation – амплітудно-фазова модуляція з подавленням несучої
DSL	–	Digital Subscriber Line – цифрова абонентська лінія
EDFA	–	Erbium Doped Fibre Amplifier – ербієвий підсилювач на основі легованого ербієм волокна
HDB3	–	High-Density Bipolar code of order 3 - біполярний код високої густини порядку 3
NZDSF	–	Non-Zero Dispersion-Shifted Single Mode Fiber – волокно з ненульовою зміщеною дисперсією
SF	–	Standard Fiber – стандартне, або ступінчате волокно
SM	–	Single Mode – одномодове волокно
SNMP	–	Simple Network Management Protocol – простий протокол мережевого керування
STM	–	Synchronous Transport Module – синхронний транспортний модуль
TC-PAM	–	Trellis Coded – Pulse Amplitude Modulation – решітчатий код амплітудно-імпульсна модуляція
TDM	–	Time Division Multiplexing – часове мультиплексування інформаційних потоків
АТС	–	автоматична телефонна  станція
ВОЛЗ	–	волоконно-оптична лінія зв’язку
ДЖ	–	дистанційне живлення
ЗКП	–	зоновий кабель з оболонкою  з поліетилену
ІКМ	–	імпульсно-кодова модуляція
КЗПП	–	кабель зв’язку з  ізоляцією та оболонкою з поліетилену
МКС	–	магістральний кабель симетричний
МКСБ	–	магістральний кабель зі свинцевою бронею
СК	–	симетричний кабель
ЦСП	–	цифрова система передачі

 

ВСТУП

 

Метою роботи є розробка кабельної мережі на заданій території. Типи кабелів, що будуть використовуватися, визначені завданнями до курсової роботи.

Проектування кабельної магістралі зводиться до розрахунку параметрів системи, а саме опорів симетричного кабелю на різних частотах, втрат в металі,  надійності системи, швидкості передавання даних за допомогою цифрової системи передачі, що задана варіантом роботи, кількості регенераційних пунктів як для електричного, так і для оптичного сегменту. Після обчислення цих параметрів на їх основі має бути спроектована карта прокладання кабелю на заданій місцевості з вказанням довжин кожної ділянки, регенераційних пунктів та переходів через водні перешкоди. При моделюванні необхідно використовувати результати розрахунків та рельєф місцевості, автошляхи та населені пункти, що знаходяться на шляху прокладання кабелю. Маршрут має бути найкоротшим, з найменшою кількістю перешкод.

Розрахунок параметрів кабельної мережі виконується теоретично на основі параметрів обраних кабелів та вимог системи передачі, верхньої та нижньої частоти передачі даних, довжини хвилі, на якій буде відбуватися передача даних, кількості цифрових каналів зв’язку. Для отримання даних про певну територію, відстані між населеними пунктами, типом місцевості необхідно використовувати певну систему цифрових карт, наприклад Яндекс-карти чи їм подібні.

Отримані результати можуть бути використані для побудови нових мереж або для модернізації вже існуючих. Також розрахунки можуть бути використані для перевірки можливості застосування нових цифрових технологій зв’язку на вже існуючих застарілих аналогових лініях.

 

 

 

1 АНАЛІТИЧНИЙ ОГЛЯД

 

1.1 Характеристика системи передачі Flex Gain Megatrans

 

Megatrans – унікальний  продукт, що дозволяє вирішувати  проблему цифровізації магістральних,  зонових та місцевих мідно-кабельних  ліній зв'язку, в тому числі і ущільнених аналогової апаратурою з частотним розділенням каналів.

Megatrans дозволяє здійснити  повну заміну аналогових систем  типу К-60, К-24 і т.д. без проведення  яких-небудь кабельних робіт (використовуються  тільки існуючі споруди НУП  і ОУП).

Megatrans може працювати  за вільними парам в одному  кабелі з аналоговою апаратурою, що дозволяє проводити поетапну  модернізацію ліній зв'язку.

 

Рисунок 1.1 – Схема організації зв'язку з використанням технології Megatrans

 

LTU – Line Terminating Unit – блок лінійного закінчення;

HVI – High Voltage Interface – плата високовольтного інтерфейсу;

RPSU – Redundant Power Supply Unit – облаштування дистанційного живлення;

ДП – дистанційне живлення.

Апаратура Megatrans відповідає найстрогішим вимогам по надійності, електромагнітній сумісності, клімату.

Слід зазначити, що при  використанні xDSL-систем для організації  магістральних цифрових трактів  не вдавалося повністю вирішити наступні проблеми:

• досягненням довжини регенераційної ділянки (такий же, як у існуючих аналогових систем);
• сумісністю з існуючими аналоговими системами передачі;
• організацією ДЖ великого числа регенераторів;
• пригніченням спотворень цифрового сигналу при великому числі регенераційних ділянок;
• реалізацією додаткових функцій, які має будь-яка існуюча система передачі для магістральної лінії.

Розглянемо можливості рішення кожної з перерахованих  проблем.

Досягнення  заданої довжини регенераційної ділянки. Переважна більшість каналів внутрішньозонового зв'язку реалізована на аналоговій системі К-60, типові значення регенераційної ділянки для якої знаходяться в межах від 15 до 24 км. Тому в якості заданої l_рег було вибрано значення 24 км для передачі потоку 2048 кбіт/с (30 цифрових каналів по 64 кбіт/с).

Рішення задачі досягнення заданої l_рег зводиться до вибору числа пар передачі, типу лінійного коду, а також до узгодження вихідних каскадів з лінією зв'язку. Для досягнення більшої довжини була розроблена спеціальна схема узгодження з лінією, яка дозволила збільшити l_рег до 21 км.

Подальші дослідження  показали, що для забезпечення необхідного l_рег, треба як мінімум понизити лінійну швидкість передачі (тобто збільшити число пар) або поліпшити співвідношення сигнал/шум.

Досягнення  сумісності з існуючими аналоговими  системами передачі. Для досягнення сумісності різних систем, працюючих по одному кабелю, використовуються два принципи: рознесення спектрів передачі (застосовується в двосмугових системах) і зменшення рівня сигналу впливаючої системи в смузі частот, підверженій її впливу, до величини, при якій на приймальному кінці (стороні низького рівня) схильної до впливу системи сигнал впливаючої системи (з урахуванням перехідного загасання) не викликатиме перевищення допустимого рівня шумів в каналах схильної до впливу системи.

Оскільки реалізація першого шляху потребувала б перенесення спектру передачі HDSL в область високих частот, що привело б до зменшення l_рег, при розробці Megatrans був вибраний другий шлях. Проте при цьому необхідно або знизити рівень передачі на 30 дБ, що приведе до зменшення l_рег, або використати "несиметричну передачу".

Вибір на користь несиметричної CAP-модуляції з регульованим рівнем і адаптивної системи узгодження з лінією. У системі Megatrans застосована технологія, що відрізняється несиметричною, CAP-модуляцією (Carrier less Amplitude  modulation/Phase modulation), регульованим рівнем і адаптивною системою узгодження з лінією.

Спрощений сенс технології полягає в тому, що для передачі використовуються дві пари кабелю, причому передача по кожній з них здійснюється в несиметричному дуплексному режимі. Наприклад, на одній стороні по парі А передається 528 кбіт/с, а по парі В – 1552 кбіт/с. Сумарний потік в кожному з напрямів достатній для передачі корисного сигналу із швидкістю 2048 кбіт/с.

За основу узята СAP-модуляція, яка забезпечує вужчий спектр і кращі показники дальності. Залежно від конкретних умов і співвідношення асиметрії передачі, і рівні передачі для кожної пари можуть регулюватися окремо: адаптивна система узгодження з лінією настроюється під параметри пари і забезпечує коригування АЧХ-передачі.